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一個(gè)國(guó)際研究小組評(píng)估了下轉(zhuǎn)換材料克服太陽(yáng)能電池不良藍(lán)色反應(yīng)的潛力。他們分析了如何使用該材料來(lái)提高基于鈣鈦礦的光伏設(shè)備的性能，并發(fā)現(xiàn)這方面有取得進(jìn)展的機(jī)會(huì)。

DC層采用發(fā)光下轉(zhuǎn)換材料并直接置于表面的太陽(yáng)能電池

圖片：斯旺西大學(xué)，RRL Solar，知識(shí)共享許可協(xié)議CC BY 4.0

一個(gè)國(guó)際研究小組研究了如何利用下轉(zhuǎn)換（DC）材料來(lái)提高鈣鈦礦光伏電池的性能。他們發(fā)現(xiàn)這種材料可將紫外光（UV）轉(zhuǎn)換為可見(jiàn)光，提高發(fā)電量，同時(shí)還提供紫外線屏蔽。

學(xué)者們說(shuō)：“這種DC材料可以吸收高能量光子（300-500納米），并重新發(fā)射一個(gè)較長(zhǎng)波長(zhǎng)的光子，而光伏設(shè)備對(duì)后者更加敏感。于是我們研究了各類DC材料，如量子點(diǎn)（QD）、氧化物、發(fā)光玻璃、鑭系元素和有機(jī)染料。”

他們認(rèn)為，這類材料應(yīng)被用來(lái)克服太陽(yáng)能電池不良藍(lán)色反應(yīng)，同時(shí)吸收通常為300至500納米的短波長(zhǎng)光，并重新發(fā)射出較長(zhǎng)波長(zhǎng)的光。他們重點(diǎn)研究了鑭系和非鑭系DC材料。

他們解釋說(shuō)：“光致發(fā)光是鑭系元素一個(gè)有吸引力的特性，并表現(xiàn)為顏色純度高的尖銳發(fā)射峰。”

他們說(shuō)，這種發(fā)光的原因是電子激發(fā)了離子的輻射性和非輻射性轉(zhuǎn)變。鑭系元素通常用于制造合金，為金屬賦予強(qiáng)度和硬度。

科學(xué)家們說(shuō)，DC材料可以很容易地?fù)饺腚姾蓚鬏攲踊蜮}鈦礦光活性層中，以改進(jìn)鈣鈦礦電池。它們應(yīng)會(huì)發(fā)揮雙重功能特性，促進(jìn)電荷載體傳輸。

研究小組說(shuō)：“大多數(shù)鑭系DC材料的合成過(guò)程需要高溫，加上它們?cè)诘厍蛏虾苡邢薜牟牧瞎?yīng)，限制了在未來(lái)的應(yīng)用。非鑭系DC材料的開(kāi)發(fā)有望成為未來(lái)具有成本效益的一種設(shè)備應(yīng)用方法。”

他們?cè)谧罱l(fā)表在《RLL Solar》上的《下轉(zhuǎn)換材料用于鈣鈦礦太陽(yáng)能電池》中描述了這些發(fā)現(xiàn)。該團(tuán)隊(duì)包括來(lái)自英國(guó)斯旺西大學(xué)、阿聯(lián)酋哈利法科學(xué)技術(shù)大學(xué)、印度CSIR-國(guó)家物理實(shí)驗(yàn)室和查謨大學(xué)，以及印度理工學(xué)院的科學(xué)家。

科學(xué)家們說(shuō)：“這項(xiàng)研究可能會(huì)讓從事PSC的研究人員開(kāi)發(fā)出更多的光穩(wěn)定設(shè)備，從而有助于未來(lái)在日益增長(zhǎng)的綠色能源市場(chǎng)中實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。未來(lái)重點(diǎn)也將是在光伏設(shè)備中利用從紅外到紫外的整個(gè)入射光譜。”

原標(biāo)題：基于下轉(zhuǎn)換材料的鈣鈦礦太陽(yáng)能電池